– Intelligens anyagok

Az intelligens anyagok az installációs technikák felhasznált ‘alapanyagai’nak kiterjesztései. Ezen anyagok segítségéve,l ezen a fajta szenzibilitáson (szenzor reakciók) alapuló kísérleti vonalban magát az anyagot, mint szenzort és mint jelvezetőt is felfoghatjuk. A változó anyag mechanikája hasonló fizikai rezgésekkel jár, mint maguk a testből felfogott fizikai jelek.

  • *vezetőképes cérna, flexinol – nitinol, műanyagok, színváltozó festék, stb.

Ide kapcsolódik Dr. Szilágyi András (BMGE) “Anyagi intelligencia? Különleges anyagok” c. előadása:
Eleinte szerkezeti anyagokkal kísérleteztek a mérnökök, ezt követték a funkcionális anyagok majd a multifunkcionális anyagok, napjainkban pedig intelligens anyagok előállításával kísérleteznek. Ezek abban különböznek a többi anyagtól, hogy aktív kapcsolatban vannak a környezettel, aminek hatására valamilyen (forma, szín, stb.) változásra képesek a bennük végbemenő speciális kristály-átrendeződések által. Ezek a folyamatok lehetnek egy vagy két irányúak, előbbi esetben a változás végleges míg utóbbiaknál visszafordítható ezáltal mindig az aktuális helyzethez alkalmazkodnak. Legelőnyösebb jellemzői a gyors reakcióidő, nagyfokú tulajdonságbeli változásokra képesek, ezek a változások megfordíthatóak. Elsősorban katonai célra fejlesztették ezeket, de már mindennapokban is megtalálhatóak pl. üvegeken amik az aktuális hőfokát jelzik.
Csoportosítása, vezérlő környezet szerint lehet számítógép vezérelt vagy természeti környezet változására reagáló, szilárdságuk szerint pedig kemény vagy lágy anyagú. Pl. az emlékező tulajdonságokkal rendelkező fémek, a piezo-kristályok kemény anyagok, míg pl. az emlékező gélek, mágneses folyadékok lágy anyagok. Az első intelligens rendszer a fény hatására besötétedő szemüveglencse volt, vadászpilótáknak fejlesztették.
Mi az alakmemória? Az anyag tulajdonságainak megfelelő környezetben előállítják a formát, ez után átlagos körülmények között deformálhatóak, de amint meghatározott külső környezeti hatás (pl. hőhatás) éri visszanyerik a legelőször definiált alakjukat. Ilyen anyag a kétirányú nitinol (nikkel-titán), amelyet az előadáson is bemutatott, ami forró vízbe dobva vette fel eredeti alakját. Az emlékező fémeknél kristályszerkezeti átalakulás van és ebből az következik, hogy túl nagy deformációkat nem visel el ez a rendszer. A flexionol ennek egy olyan speciális fajtája, ami elektromos áram hatására összehúzódik, az áram kikapcsolása után pedig kinyúlik, erős anyag ami méretéhez képes nagy súlyokat tud mozgatni. Nem jó vezető ezért melegszik. Alap állapota (a speciális körülmények között definiált) az összehúzott állapota. Ez az egyik tulajdonsága a nitinolnak, illetve van egy másik is, a szuper-rugalmasság, a normál dórok a deformáció után úgy maradnak, még a szuper-rugalmas fémeket ha elengedjük azonnal visszanyerik alakjukat. Ezek az egyutas rendszerek, amik emlékszenek a „meleg” alakjukra hidegben deformálhatóak és hőhatásra visszanyerik meleg állapotukat. A kétutas rendszerekben az anyag mindkét (hőmérséklet vagy a terhelés változtatásával) betanított alakjára emlékszik.
Alkalmazási területek: 1. deformált fémből visszanyerjük az eredeti alakot hő hatására – nyakkendő beköti saját magát, 2. fém nem nyeri vissza az alakját – F14 repülőgépen nagyon erős szorítókötés csövekhez, 3. terhelésre visszanyeri az alakját – mozgatnak súlyokat, 4. szuper-rugalmas tulajdonság – fogszabályzó, szemüvegkeret.
Orvostudományban: pl. sztenteket bevonják polimerrel, hogy a szervezet ne kezelje idegen testként és a vérlemezkék ne fedjék be azt. (A sztent egy hálós falú, általában fémből készült cső, melyet leggyakrabban elzáródó erekbe helyeznek fel.) Polimerekből is léteznek emlékező fajták, orvosi alkalmazás a fő cél ezért biológiailag lebonthatóak. Fény vagy akár oldószer hatásra reagálnak így kikerülhető a hőmérséklet megváltoztatása.

Mi a kétirányú intelligens anyagokra koncentrálunk kutatásunk során.

.

Vezetőképes (conductive) anyagok, amik elektromos áramot vezetnek:

A töltéssel rendelkező részecskék eljutása az egyik helyről a másikra az elektromos áram. Ezek az anyagok ilyen szabadon mozgó részecskékkel rendelkeznek.

-ragasztó

-textil

-tépőzár

-cérna

-műanyag

.

Elektro-foszforeszkáló (electroluminescent) / színváltó anyagok:

Elektromos áram / hő hatására foszforeszkálnak, fényt bocsájtanak ki.

-tinta

-festék

-film

-vezeték

-szalag

.

Fényérzékeny (photochromic):

UV fény vagy napfény hatására változtatják színüket.

-tinta

-festék

-polimer

-üveg

.

Hőérzékeny (thermochromic, temperature-sensitive) anyagok:

Adott hőmérsékleten változnak.

-tinta

-festék

-papír

-polimorf polimer

-fólia

-film

-üveg

.

Mágneses (magnetic) anyagok:

Mágneses tér hatására változnak.

-festék

-tinta

.

Alakmemóriás (shape memory) anyagok:

Az adott hőmérsékleten meghatározott alakját szobahőmérsékleten való alakítása után képes visszanyerni meghatározott hőfokon.

-fém: Nitinol, Felxinol, Muscle wire

-műanyag

4 comments

  1. rharsanyi

    Zrínyi Miklós: Intelligens anyagok
    Magyar Tudomány, 1999. június
    http://www.kfki.hu/chemonet/hun/olvaso/kemia/intell.html

    KIS RÉSZECSKÉK, NAGY KIHÍVÁSOK: KÜLÖNLEGES TULAJDONSÁGÚ LÁGY ANYAGOK
    Zrínyi Miklós, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    http://www.kfki.hu/chemonet/osztaly/szekfoglalo/zrinyi/zrinyi.doc

    Zrínyi Miklós
    A huszonegyedik század anyagai: az intelligens anyagok
    http://www.pharmtech.sote.hu/pharma/sites/default/files/mindentudkonyvfejeze.pdf
    Előadása videón: http://mindentudas.hu/elodasok-cikkek/item/79-a-21-sz%C3%A1zad-anyagai-az-intelligens-anyagok.html

    Intelligens gélek
    Zrínyi Miklós
    http://www.otka.hu/index.php?akt_menu=4485

    Ráadásként:
    “Az MIT tudósa fényérzékeny félvezető anyagok beültetésével egy egyszerű szintetikus rostba, majd a rostok közel tíz négyzetcentiméteres anyaggá szövésével elkészített egy működőképes, rugalmas kamerát.”
    http://www.sg.hu/cikkek/68720/fenykepeket_keszit_egy_intelligens_anyag

    Intelligens textíliák
    A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
    http://hu.wikipedia.org/wiki/Intelligens_text%C3%ADli%C3%A1k

    Ne felejtsem ki az emlékező anyagokat se:
    Aktuátorok korszerű anyagai
    http://www.sze.hu/~tomozi/Aktuatorok.pdf
    11. oldal 6. Emlékező anyagok (Shape Memory Alloys, Shape Memory Polimers)

  2. rharsanyi

    Reef – A Responsive Architectural Installation Rob Ley (Urbana) & Joshua G. Stein (Radical Craft)

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s